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椰殼炭超強吸附性與孔構造分布有關與化學性質相連

2012-09-16 09:40 來源:未知

    椰殼活性炭超強吸附性與孔構造分布有關與化學性質相連,椰殼活性炭對水體中的揮發性有機物有比較好的吸附效果,可使水體中各種揮發性有機物去除率達到25%~65%。比較各種不同分子量有機物的吸附規律可以看出,對于揮發性有機物,分子量越大,它們的去除率就越高。這與苯酚與陽離子嫩黃的吸附規律類似,即對于水體中的小分子有機物而言,分子量越大,越容易被活性炭吸附。
    椰殼活性炭產生吸附的主要原因是固體表面上的原子力場不飽和,有表面能,因而可以吸附某些分子以降低表面能。固體從溶液中吸附溶質分子后,溶液的濃度將降低,而被吸附的分子將在固體表面上濃聚。
    活性炭對分子量小于480以下的可提取有機物有著很好的去除效果,而對大分子有機物的去除效率很低。這主要是由于活性炭的微孔結構空問位阻效應,太大的有機物分子不能進入到活性炭的孔隙內部,只能在活性炭的表面吸附,這樣它在活性炭上的有效吸附位下降,致使其吸附效率較小。
    通過對活性炭對揮發性及有機物的吸附效果進行對比得出以下結論:
    活性炭在制造過程中,其揮發性有機物被去除,晶格間生成了空隙,形成許多不同形狀、不同大小的細孔。通常活性炭顆粒中的孔隙占顆粒總體積的70%~80%。這些孔隙形狀多樣,孔徑分布范圍很廣,細孔壁的總表面積即比表面積一般高達500~1700平方米/克。這就是為什么活性炭吸附能力強、吸附容量大的主要原因。
    活性炭對揮發性有機物與可提取有機物吸附有著較大的差別。揮發性有機物隨分子量的增大,其吸附效果越好,而可提取有機物隨分子量的減小,其吸附效果越好。這主要是由于揮發性的有機物主要是一些極性比較小的有機物,而可提取的有機物是極性比較大的有機物,活性炭本身可以看作是一個非極性吸附劑,對水中非極性物質的吸附能力大于極性物質的吸附能力。而且,吸附質分子大小與活性炭呈一定比例時,有利于吸附。對于極性較小的分子,分子量越大,越有利于吸附。
    椰殼活性炭的吸附特性不僅與細孔構造和分布情況有關,而且還與活性炭的表面化學性質有關。活性炭本身是非極性的,其含量及電荷隨原料組成、活化條件不同而異,低溫活化(< 500℃)的碳可以生成表面酸性氧化物,水解后可以放出H 。由于活性炭表面有微弱的極性使其他極性溶質競爭活性炭表面的活性位置,導致非極性溶質吸附量的降低,而對水中某些金屬離子交換吸附或絡合反應,提高了活性炭對金屬離子的吸附效果。
    總之,在吸附過程中,真正決定吸附能力的是微孔結構。全部比表面幾乎都是微孔構成的。粗孔和過渡孔分別起著粗、細吸附通道作用,它們的存在和分布在相當程度上影響了吸附和脫附速率。此外,活性炭吸附性質還受活性炭表面化學性質影響。
    主要結論:活性炭對水體中各種有機物的吸附有非常大的競爭性,其對各種有機物吸附量的大小不僅與有機物的分子結構有關,而且與水體中有機物種類的多寡有關。同時,對于揮發性有機物與可提取有機物,它們在活性炭上的吸附量與分子量的大小關系截然相反。可提取有機物隨分子量的增大,其吸附性能減弱;而揮發性有機物隨分子量增大起吸附性能亦增大。

 

    《椰殼炭超強吸附性與孔構造分布有關與化學性質相連》源自:http://adtgayrimenkul.com

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